Es braucht nicht viel, um vielzellig zu sein

Seit Antonie van Leeuwenhook im Jahr 1700 die vielzellige Alge Volvox als „Sphäre aus flagellenbewehrten Zellen“ beschrieben hat, galt sie als Objekt der Begierde, um die Vielzelligkeit zu enträtseln.

Innerhalb der Grünalgenordnung Chlamydomonadales gibt es nämlich nah verwandte ein- und vielzellige Arten. Dazu gehören die mit zwei Geißeln ausgestattete einzellige Modellalge Chlamydomonas reinhardtii und die aus mehr als 2.000 Zellen bestehende Volvox carteri, die überdies einen deutlich komplexeren Lebenszyklus aufweist.

Während das Chlamydomonas-Genom bereits bekannt war, wurde das Volvox-Genom nun von einem internationalen Team um Dr. Simon Prochnik vom US-amerikanischen Joint Genome Institute und Dr. Jim Umen vom Salk Institute – beides Kalifornien – entschlüsselt und analysiert.

Die Forscher fanden heraus, dass die Genome und deren Gen-Gehalt sich nicht drastisch unterscheiden. Vielmehr waren die Gene, welche für die Vielzelligkeit benötigt werden, im Urahnen der beiden Algen bereits vorhanden und wurden in Volvox lediglich modifiziert und vervielfältigt. Insbesondere Gene, die für Proteine der extrazellulären Matrix kodieren – unter extrazellulärer Matrix versteht man Substanzen, die im Raum zwischen den Zellen liegen –, wurden vervielfältigt und für neue Funktionen, wie die Bestimmung des Geschlechtes, eingesetzt. Dagegen fänden sich im Falle der Transkriptionsfaktoren, die bei vielzelligen Pflanzen und Tieren im Zuge der Steigerung der Komplexität vervielfältigt wurden, keine signifikanten Unterschiede, erklärt Dr. Stefan Rensing von der Fakultät für Biologie der Universität Freiburg, der diese Analysen für das internationale Konsortium durchgeführt hat. Somit bleibt es zunächst weiterhin rätselhaft, welche Mechanismen und Gene für den großen evolutionären Erfolg der Pflanzen und Tiere verantwortlich sind.

Publikation:
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sci;329/5988/223
Kommentar dazu:
http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/329/5988/128-a?maxtoshow=&hits=10…
Kontakt:
PD Dr. Stefan A. Rensing
Bioinformatik und Systembiologie
FRISYS, Fakultät für Biologie, Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-6974
E-Mail: stefan.rensing@biologie.uni-freiburg.de